千余種腫瘤分析揭示YAP／TAZ“二進制”調控規則

　　轉錄共激活因子YAP 和 TAZ是人實體瘤致癌驅動因素，它們能夠與轉錄因子相互作用。TEAD1-4將YAP招募至AP1復合物，作用于增強子，促進細胞周期相關基因表達，誘導腫瘤發生。而在非實體瘤、多發性骨髓瘤中，異位表達YAP會促進P73介導的細胞凋亡。在多數小細胞肺癌中，YAP表達缺乏，但是YAP是否能夠發揮抑瘤作用，TAZ如何參與其中，YAP/TAZ在實體瘤中的作用程度以及二者表達水平與治療反應性之間關系都尚不清楚。腫瘤的這種異質性和可塑性深刻影響著腫瘤診斷的復雜性以及對于治療的反應性，這也推動了適用于各種腫瘤類型漏洞的探索。

　　2021年7月15日，來自加拿大多倫多大學的Rod Bremner團隊在Cancer Cell 上發表題為Binary pan-cancer classes with distinct vulnerabilities defined by pro -or anti-cancer YAP/ TEAD activity 的文章。本文通過對上千種腫瘤進行分析，繪制了基于YAP/TEAD轉錄復合物的兩種不同的“二進制”調控規則。

　　作者首先利用Rb1敲除小鼠構建了小鼠視網膜母細胞瘤，通過loss-of-function (LoF) 和 gain-of-function兩種方法分析，作者發現YAP抑制Rb1缺失的小鼠視網膜母細胞瘤。在人視網膜母細胞瘤中檢測不到YAP/TAZ的表達，而在良性的視網膜瘤中有表達。在人視網膜母細胞瘤中過表達YAP或TAZ可以抑制其生長。因此，與其他實體瘤不同，YAP/TAZ可以抑制視網膜母細胞瘤。

　　接下來作者檢測了另外一種Rb1缺失的腫瘤小細胞肺癌各亞型中YAP/TAZ的表達情況。與非小細胞肺癌不同，原發小細胞肺癌YAP/TAZ表達缺失。作者將視網膜母細胞瘤和小細胞肺癌稱為YAP-off腫瘤，與YAP-on相對。在人小細胞肺癌中異位表達YAP/TAZ可以抑制腫瘤細胞生長，在YAP-on的非小細胞肺癌中不能得到這一效果。作者也用體內實驗證明了重新激活YAP可以作為治療小細胞肺癌的潛在方法。

　　為了進一步定義YAP-on/off腫瘤，作者分析了1036種腫瘤細胞系轉錄組。通過主成分分析分別對1036種腫瘤細胞系進行了YAP-on/off定位。作者也用western等方法驗證了轉錄組分析結果。作者又利用GSEA方法分析發現YAP/TAZ高表達的腫瘤細胞系中整合素/細胞外基質相關基因富集；而YAP-off腫瘤中神經相關基因得到富集。

　　接下來作者作者對比了YAP-on/off腫瘤細胞的細胞脆弱性和對于治療的反應性。作者發現YAP-off和YAP-on腫瘤中，YAP/TAZ的作用相反。65%的YAP-on腫瘤依賴于YAP或者TAZ其中一個基因的表達，而YAP-off敲掉YAP或者TAZ不會影響92%的腫瘤。YAP-off腫瘤細胞主要依賴于多種代謝酶，以及MYC/MAX結合基因也得到了富集。YAP-on腫瘤則多表現出酪氨酸、絲氨酸、蘇氨酸激酶抑制劑敏感性增高，相應的相關基因的表達也是YAP-on腫瘤所依賴的。分析YAP-on/off腫瘤中粘附相關基因表達，作者發現YAP-off的腫瘤大多是非粘附或者半粘附狀態，而YAP-on多是粘附性的腫瘤細胞。

　　作者最后探索了YAP-on/off表現相反的機制。作者發現在YAP-on腫瘤細胞中YAP/TAZ與AP1相互作用，然而在YAP-off腫瘤中YAP/TAZ則與神經源性bHLH/hemeo轉錄因子相互作用，在分子水平上顯示出更加細化的“二進制”調控策略。既然探索到了分子水平的調控機制，作者試圖鑒定出能夠導致YAP-off腫瘤細胞停滯（cytostasis）所需的基因。作者利用CRISPR方法分析出最有潛力的是integrin-β5 (ITGB5) 基因。敲除掉ITGB5可以抑制YAP誘導的YAP-off細胞停滯。

　　本文通過分析上千種腫瘤細胞，發現了YAP/TAZ的泛腫瘤“二進制”機制。作者不僅系統總結了YAP-on/off兩種腫瘤的不同轉錄譜特征以及對治療的反應性特點，還發現了YAP-整合素β5可以在YAP-off腫瘤中誘導細胞停滯。這些發現都為YAP-off腫瘤的治療提供了多種極具潛力的策略。